Home | History | Annotate | Line # | Download | only in kern
subr_vmem.c revision 1.30
      1 /*	$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.30 2007/06/17 13:34:43 yamt Exp $	*/
      2 
      3 /*-
      4  * Copyright (c)2006 YAMAMOTO Takashi,
      5  * All rights reserved.
      6  *
      7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
      8  * modification, are permitted provided that the following conditions
      9  * are met:
     10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
     11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
     12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
     13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
     14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
     15  *
     16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
     17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
     18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
     19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
     20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
     21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
     22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
     23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
     24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
     25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
     26  * SUCH DAMAGE.
     27  */
     28 
     29 /*
     30  * reference:
     31  * -	Magazines and Vmem: Extending the Slab Allocator
     32  *	to Many CPUs and Arbitrary Resources
     33  *	http://www.usenix.org/event/usenix01/bonwick.html
     34  *
     35  * todo:
     36  * -	decide how to import segments for vmem_xalloc.
     37  * -	don't rely on malloc(9).
     38  */
     39 
     40 #include <sys/cdefs.h>
     41 __KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: subr_vmem.c,v 1.30 2007/06/17 13:34:43 yamt Exp $");
     42 
     43 #define	VMEM_DEBUG
     44 #if defined(_KERNEL)
     45 #define	QCACHE
     46 #endif /* defined(_KERNEL) */
     47 
     48 #include <sys/param.h>
     49 #include <sys/hash.h>
     50 #include <sys/queue.h>
     51 
     52 #if defined(_KERNEL)
     53 #include <sys/systm.h>
     54 #include <sys/kernel.h>	/* hz */
     55 #include <sys/callout.h>
     56 #include <sys/lock.h>
     57 #include <sys/malloc.h>
     58 #include <sys/once.h>
     59 #include <sys/pool.h>
     60 #include <sys/proc.h>
     61 #include <sys/vmem.h>
     62 #include <sys/workqueue.h>
     63 #else /* defined(_KERNEL) */
     64 #include "../sys/vmem.h"
     65 #endif /* defined(_KERNEL) */
     66 
     67 #if defined(_KERNEL)
     68 #define	SIMPLELOCK_DECL(name)	struct simplelock name
     69 #else /* defined(_KERNEL) */
     70 #include <errno.h>
     71 #include <assert.h>
     72 #include <stdlib.h>
     73 
     74 #define	KASSERT(a)		assert(a)
     75 #define	SIMPLELOCK_DECL(name)	/* nothing */
     76 #define	LOCK_ASSERT(a)		/* nothing */
     77 #define	simple_lock_init(a)	/* nothing */
     78 #define	simple_lock(a)		/* nothing */
     79 #define	simple_lock_try(a)	1
     80 #define	simple_unlock(a)	/* nothing */
     81 #define	ASSERT_SLEEPABLE(lk, msg) /* nothing */
     82 #endif /* defined(_KERNEL) */
     83 
     84 struct vmem;
     85 struct vmem_btag;
     86 
     87 #if defined(VMEM_DEBUG)
     88 void vmem_dump(const vmem_t *);
     89 #endif /* defined(VMEM_DEBUG) */
     90 
     91 #define	VMEM_MAXORDER		(sizeof(vmem_size_t) * CHAR_BIT)
     92 
     93 #define	VMEM_HASHSIZE_MIN	1	/* XXX */
     94 #define	VMEM_HASHSIZE_MAX	8192	/* XXX */
     95 #define	VMEM_HASHSIZE_INIT	VMEM_HASHSIZE_MIN
     96 
     97 #define	VM_FITMASK	(VM_BESTFIT | VM_INSTANTFIT)
     98 
     99 CIRCLEQ_HEAD(vmem_seglist, vmem_btag);
    100 LIST_HEAD(vmem_freelist, vmem_btag);
    101 LIST_HEAD(vmem_hashlist, vmem_btag);
    102 
    103 #if defined(QCACHE)
    104 #define	VMEM_QCACHE_IDX_MAX	32
    105 
    106 #define	QC_NAME_MAX	16
    107 
    108 struct qcache {
    109 	struct pool qc_pool;
    110 	struct pool_cache qc_cache;
    111 	vmem_t *qc_vmem;
    112 	char qc_name[QC_NAME_MAX];
    113 };
    114 typedef struct qcache qcache_t;
    115 #define	QC_POOL_TO_QCACHE(pool)	((qcache_t *)(pool))
    116 #endif /* defined(QCACHE) */
    117 
    118 /* vmem arena */
    119 struct vmem {
    120 	SIMPLELOCK_DECL(vm_lock);
    121 	vmem_addr_t (*vm_allocfn)(vmem_t *, vmem_size_t, vmem_size_t *,
    122 	    vm_flag_t);
    123 	void (*vm_freefn)(vmem_t *, vmem_addr_t, vmem_size_t);
    124 	vmem_t *vm_source;
    125 	struct vmem_seglist vm_seglist;
    126 	struct vmem_freelist vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
    127 	size_t vm_hashsize;
    128 	size_t vm_nbusytag;
    129 	struct vmem_hashlist *vm_hashlist;
    130 	size_t vm_quantum_mask;
    131 	int vm_quantum_shift;
    132 	const char *vm_name;
    133 	LIST_ENTRY(vmem) vm_alllist;
    134 
    135 #if defined(QCACHE)
    136 	/* quantum cache */
    137 	size_t vm_qcache_max;
    138 	struct pool_allocator vm_qcache_allocator;
    139 	qcache_t vm_qcache_store[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    140 	qcache_t *vm_qcache[VMEM_QCACHE_IDX_MAX];
    141 #endif /* defined(QCACHE) */
    142 };
    143 
    144 #define	VMEM_LOCK(vm)	simple_lock(&vm->vm_lock)
    145 #define	VMEM_TRYLOCK(vm)	simple_lock_try(&vm->vm_lock)
    146 #define	VMEM_UNLOCK(vm)	simple_unlock(&vm->vm_lock)
    147 #define	VMEM_LOCK_INIT(vm)	simple_lock_init(&vm->vm_lock);
    148 #define	VMEM_ASSERT_LOCKED(vm) \
    149 	LOCK_ASSERT(simple_lock_held(&vm->vm_lock))
    150 #define	VMEM_ASSERT_UNLOCKED(vm) \
    151 	LOCK_ASSERT(!simple_lock_held(&vm->vm_lock))
    152 
    153 /* boundary tag */
    154 struct vmem_btag {
    155 	CIRCLEQ_ENTRY(vmem_btag) bt_seglist;
    156 	union {
    157 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_freelist; /* BT_TYPE_FREE */
    158 		LIST_ENTRY(vmem_btag) u_hashlist; /* BT_TYPE_BUSY */
    159 	} bt_u;
    160 #define	bt_hashlist	bt_u.u_hashlist
    161 #define	bt_freelist	bt_u.u_freelist
    162 	vmem_addr_t bt_start;
    163 	vmem_size_t bt_size;
    164 	int bt_type;
    165 };
    166 
    167 #define	BT_TYPE_SPAN		1
    168 #define	BT_TYPE_SPAN_STATIC	2
    169 #define	BT_TYPE_FREE		3
    170 #define	BT_TYPE_BUSY		4
    171 #define	BT_ISSPAN_P(bt)	((bt)->bt_type <= BT_TYPE_SPAN_STATIC)
    172 
    173 #define	BT_END(bt)	((bt)->bt_start + (bt)->bt_size)
    174 
    175 typedef struct vmem_btag bt_t;
    176 
    177 /* ---- misc */
    178 
    179 #define	VMEM_ALIGNUP(addr, align) \
    180 	(-(-(addr) & -(align)))
    181 #define	VMEM_CROSS_P(addr1, addr2, boundary) \
    182 	((((addr1) ^ (addr2)) & -(boundary)) != 0)
    183 
    184 #define	ORDER2SIZE(order)	((vmem_size_t)1 << (order))
    185 
    186 static int
    187 calc_order(vmem_size_t size)
    188 {
    189 	vmem_size_t target;
    190 	int i;
    191 
    192 	KASSERT(size != 0);
    193 
    194 	i = 0;
    195 	target = size >> 1;
    196 	while (ORDER2SIZE(i) <= target) {
    197 		i++;
    198 	}
    199 
    200 	KASSERT(ORDER2SIZE(i) <= size);
    201 	KASSERT(size < ORDER2SIZE(i + 1) || ORDER2SIZE(i + 1) < ORDER2SIZE(i));
    202 
    203 	return i;
    204 }
    205 
    206 #if defined(_KERNEL)
    207 static MALLOC_DEFINE(M_VMEM, "vmem", "vmem");
    208 #endif /* defined(_KERNEL) */
    209 
    210 static void *
    211 xmalloc(size_t sz, vm_flag_t flags)
    212 {
    213 
    214 #if defined(_KERNEL)
    215 	return malloc(sz, M_VMEM,
    216 	    M_CANFAIL | ((flags & VM_SLEEP) ? M_WAITOK : M_NOWAIT));
    217 #else /* defined(_KERNEL) */
    218 	return malloc(sz);
    219 #endif /* defined(_KERNEL) */
    220 }
    221 
    222 static void
    223 xfree(void *p)
    224 {
    225 
    226 #if defined(_KERNEL)
    227 	return free(p, M_VMEM);
    228 #else /* defined(_KERNEL) */
    229 	return free(p);
    230 #endif /* defined(_KERNEL) */
    231 }
    232 
    233 /* ---- boundary tag */
    234 
    235 #if defined(_KERNEL)
    236 static struct pool_cache bt_poolcache;
    237 static POOL_INIT(bt_pool, sizeof(bt_t), 0, 0, 0, "vmembtpl", NULL, IPL_VM);
    238 #endif /* defined(_KERNEL) */
    239 
    240 static bt_t *
    241 bt_alloc(vmem_t *vm, vm_flag_t flags)
    242 {
    243 	bt_t *bt;
    244 
    245 #if defined(_KERNEL)
    246 	int s;
    247 
    248 	/* XXX bootstrap */
    249 	s = splvm();
    250 	bt = pool_cache_get(&bt_poolcache,
    251 	    (flags & VM_SLEEP) != 0 ? PR_WAITOK : PR_NOWAIT);
    252 	splx(s);
    253 #else /* defined(_KERNEL) */
    254 	bt = malloc(sizeof *bt);
    255 #endif /* defined(_KERNEL) */
    256 
    257 	return bt;
    258 }
    259 
    260 static void
    261 bt_free(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    262 {
    263 
    264 #if defined(_KERNEL)
    265 	int s;
    266 
    267 	/* XXX bootstrap */
    268 	s = splvm();
    269 	pool_cache_put(&bt_poolcache, bt);
    270 	splx(s);
    271 #else /* defined(_KERNEL) */
    272 	free(bt);
    273 #endif /* defined(_KERNEL) */
    274 }
    275 
    276 /*
    277  * freelist[0] ... [1, 1]
    278  * freelist[1] ... [2, 3]
    279  * freelist[2] ... [4, 7]
    280  * freelist[3] ... [8, 15]
    281  *  :
    282  * freelist[n] ... [(1 << n), (1 << (n + 1)) - 1]
    283  *  :
    284  */
    285 
    286 static struct vmem_freelist *
    287 bt_freehead_tofree(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    288 {
    289 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    290 	int idx;
    291 
    292 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    293 	KASSERT(size != 0);
    294 
    295 	idx = calc_order(qsize);
    296 	KASSERT(idx >= 0);
    297 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    298 
    299 	return &vm->vm_freelist[idx];
    300 }
    301 
    302 static struct vmem_freelist *
    303 bt_freehead_toalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t strat)
    304 {
    305 	const vmem_size_t qsize = size >> vm->vm_quantum_shift;
    306 	int idx;
    307 
    308 	KASSERT((size & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    309 	KASSERT(size != 0);
    310 
    311 	idx = calc_order(qsize);
    312 	if (strat == VM_INSTANTFIT && ORDER2SIZE(idx) != qsize) {
    313 		idx++;
    314 		/* check too large request? */
    315 	}
    316 	KASSERT(idx >= 0);
    317 	KASSERT(idx < VMEM_MAXORDER);
    318 
    319 	return &vm->vm_freelist[idx];
    320 }
    321 
    322 /* ---- boundary tag hash */
    323 
    324 static struct vmem_hashlist *
    325 bt_hashhead(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    326 {
    327 	struct vmem_hashlist *list;
    328 	unsigned int hash;
    329 
    330 	hash = hash32_buf(&addr, sizeof(addr), HASH32_BUF_INIT);
    331 	list = &vm->vm_hashlist[hash % vm->vm_hashsize];
    332 
    333 	return list;
    334 }
    335 
    336 static bt_t *
    337 bt_lookupbusy(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr)
    338 {
    339 	struct vmem_hashlist *list;
    340 	bt_t *bt;
    341 
    342 	list = bt_hashhead(vm, addr);
    343 	LIST_FOREACH(bt, list, bt_hashlist) {
    344 		if (bt->bt_start == addr) {
    345 			break;
    346 		}
    347 	}
    348 
    349 	return bt;
    350 }
    351 
    352 static void
    353 bt_rembusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    354 {
    355 
    356 	KASSERT(vm->vm_nbusytag > 0);
    357 	vm->vm_nbusytag--;
    358 	LIST_REMOVE(bt, bt_hashlist);
    359 }
    360 
    361 static void
    362 bt_insbusy(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    363 {
    364 	struct vmem_hashlist *list;
    365 
    366 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
    367 
    368 	list = bt_hashhead(vm, bt->bt_start);
    369 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_hashlist);
    370 	vm->vm_nbusytag++;
    371 }
    372 
    373 /* ---- boundary tag list */
    374 
    375 static void
    376 bt_remseg(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    377 {
    378 
    379 	CIRCLEQ_REMOVE(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    380 }
    381 
    382 static void
    383 bt_insseg(vmem_t *vm, bt_t *bt, bt_t *prev)
    384 {
    385 
    386 	CIRCLEQ_INSERT_AFTER(&vm->vm_seglist, prev, bt, bt_seglist);
    387 }
    388 
    389 static void
    390 bt_insseg_tail(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    391 {
    392 
    393 	CIRCLEQ_INSERT_TAIL(&vm->vm_seglist, bt, bt_seglist);
    394 }
    395 
    396 static void
    397 bt_remfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    398 {
    399 
    400 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    401 
    402 	LIST_REMOVE(bt, bt_freelist);
    403 }
    404 
    405 static void
    406 bt_insfree(vmem_t *vm, bt_t *bt)
    407 {
    408 	struct vmem_freelist *list;
    409 
    410 	list = bt_freehead_tofree(vm, bt->bt_size);
    411 	LIST_INSERT_HEAD(list, bt, bt_freelist);
    412 }
    413 
    414 /* ---- vmem internal functions */
    415 
    416 #if defined(_KERNEL)
    417 static kmutex_t vmem_list_lock;
    418 static LIST_HEAD(, vmem) vmem_list = LIST_HEAD_INITIALIZER(vmem_list);
    419 #endif /* defined(_KERNEL) */
    420 
    421 #if defined(QCACHE)
    422 static inline vm_flag_t
    423 prf_to_vmf(int prflags)
    424 {
    425 	vm_flag_t vmflags;
    426 
    427 	KASSERT((prflags & ~(PR_LIMITFAIL | PR_WAITOK | PR_NOWAIT)) == 0);
    428 	if ((prflags & PR_WAITOK) != 0) {
    429 		vmflags = VM_SLEEP;
    430 	} else {
    431 		vmflags = VM_NOSLEEP;
    432 	}
    433 	return vmflags;
    434 }
    435 
    436 static inline int
    437 vmf_to_prf(vm_flag_t vmflags)
    438 {
    439 	int prflags;
    440 
    441 	if ((vmflags & VM_SLEEP) != 0) {
    442 		prflags = PR_WAITOK;
    443 	} else {
    444 		prflags = PR_NOWAIT;
    445 	}
    446 	return prflags;
    447 }
    448 
    449 static size_t
    450 qc_poolpage_size(size_t qcache_max)
    451 {
    452 	int i;
    453 
    454 	for (i = 0; ORDER2SIZE(i) <= qcache_max * 3; i++) {
    455 		/* nothing */
    456 	}
    457 	return ORDER2SIZE(i);
    458 }
    459 
    460 static void *
    461 qc_poolpage_alloc(struct pool *pool, int prflags)
    462 {
    463 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    464 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    465 
    466 	return (void *)vmem_alloc(vm, pool->pr_alloc->pa_pagesz,
    467 	    prf_to_vmf(prflags) | VM_INSTANTFIT);
    468 }
    469 
    470 static void
    471 qc_poolpage_free(struct pool *pool, void *addr)
    472 {
    473 	qcache_t *qc = QC_POOL_TO_QCACHE(pool);
    474 	vmem_t *vm = qc->qc_vmem;
    475 
    476 	vmem_free(vm, (vmem_addr_t)addr, pool->pr_alloc->pa_pagesz);
    477 }
    478 
    479 static void
    480 qc_init(vmem_t *vm, size_t qcache_max)
    481 {
    482 	qcache_t *prevqc;
    483 	struct pool_allocator *pa;
    484 	int qcache_idx_max;
    485 	int i;
    486 
    487 	KASSERT((qcache_max & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    488 	if (qcache_max > (VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift)) {
    489 		qcache_max = VMEM_QCACHE_IDX_MAX << vm->vm_quantum_shift;
    490 	}
    491 	vm->vm_qcache_max = qcache_max;
    492 	pa = &vm->vm_qcache_allocator;
    493 	memset(pa, 0, sizeof(*pa));
    494 	pa->pa_alloc = qc_poolpage_alloc;
    495 	pa->pa_free = qc_poolpage_free;
    496 	pa->pa_pagesz = qc_poolpage_size(qcache_max);
    497 
    498 	qcache_idx_max = qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    499 	prevqc = NULL;
    500 	for (i = qcache_idx_max; i > 0; i--) {
    501 		qcache_t *qc = &vm->vm_qcache_store[i - 1];
    502 		size_t size = i << vm->vm_quantum_shift;
    503 
    504 		qc->qc_vmem = vm;
    505 		snprintf(qc->qc_name, sizeof(qc->qc_name), "%s-%zu",
    506 		    vm->vm_name, size);
    507 		pool_init(&qc->qc_pool, size, ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift),
    508 		    0, PR_NOALIGN | PR_NOTOUCH /* XXX */, qc->qc_name, pa,
    509 		    IPL_NONE);
    510 		if (prevqc != NULL &&
    511 		    qc->qc_pool.pr_itemsperpage ==
    512 		    prevqc->qc_pool.pr_itemsperpage) {
    513 			pool_destroy(&qc->qc_pool);
    514 			vm->vm_qcache[i - 1] = prevqc;
    515 			continue;
    516 		}
    517 		pool_cache_init(&qc->qc_cache, &qc->qc_pool, NULL, NULL, NULL);
    518 		vm->vm_qcache[i - 1] = qc;
    519 		prevqc = qc;
    520 	}
    521 }
    522 
    523 static void
    524 qc_destroy(vmem_t *vm)
    525 {
    526 	const qcache_t *prevqc;
    527 	int i;
    528 	int qcache_idx_max;
    529 
    530 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    531 	prevqc = NULL;
    532 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    533 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    534 
    535 		if (prevqc == qc) {
    536 			continue;
    537 		}
    538 		pool_cache_destroy(&qc->qc_cache);
    539 		pool_destroy(&qc->qc_pool);
    540 		prevqc = qc;
    541 	}
    542 }
    543 
    544 static bool
    545 qc_reap(vmem_t *vm)
    546 {
    547 	const qcache_t *prevqc;
    548 	int i;
    549 	int qcache_idx_max;
    550 	bool didsomething = false;
    551 
    552 	qcache_idx_max = vm->vm_qcache_max >> vm->vm_quantum_shift;
    553 	prevqc = NULL;
    554 	for (i = 0; i < qcache_idx_max; i++) {
    555 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[i];
    556 
    557 		if (prevqc == qc) {
    558 			continue;
    559 		}
    560 		if (pool_reclaim(&qc->qc_pool) != 0) {
    561 			didsomething = true;
    562 		}
    563 		prevqc = qc;
    564 	}
    565 
    566 	return didsomething;
    567 }
    568 #endif /* defined(QCACHE) */
    569 
    570 #if defined(_KERNEL)
    571 static int
    572 vmem_init(void)
    573 {
    574 
    575 	mutex_init(&vmem_list_lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
    576 	pool_cache_init(&bt_poolcache, &bt_pool, NULL, NULL, NULL);
    577 	return 0;
    578 }
    579 #endif /* defined(_KERNEL) */
    580 
    581 static vmem_addr_t
    582 vmem_add1(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags,
    583     int spanbttype)
    584 {
    585 	bt_t *btspan;
    586 	bt_t *btfree;
    587 
    588 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    589 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    590 	VMEM_ASSERT_UNLOCKED(vm);
    591 
    592 	btspan = bt_alloc(vm, flags);
    593 	if (btspan == NULL) {
    594 		return VMEM_ADDR_NULL;
    595 	}
    596 	btfree = bt_alloc(vm, flags);
    597 	if (btfree == NULL) {
    598 		bt_free(vm, btspan);
    599 		return VMEM_ADDR_NULL;
    600 	}
    601 
    602 	btspan->bt_type = spanbttype;
    603 	btspan->bt_start = addr;
    604 	btspan->bt_size = size;
    605 
    606 	btfree->bt_type = BT_TYPE_FREE;
    607 	btfree->bt_start = addr;
    608 	btfree->bt_size = size;
    609 
    610 	VMEM_LOCK(vm);
    611 	bt_insseg_tail(vm, btspan);
    612 	bt_insseg(vm, btfree, btspan);
    613 	bt_insfree(vm, btfree);
    614 	VMEM_UNLOCK(vm);
    615 
    616 	return addr;
    617 }
    618 
    619 static void
    620 vmem_destroy1(vmem_t *vm)
    621 {
    622 
    623 	VMEM_ASSERT_UNLOCKED(vm);
    624 
    625 #if defined(QCACHE)
    626 	qc_destroy(vm);
    627 #endif /* defined(QCACHE) */
    628 	if (vm->vm_hashlist != NULL) {
    629 		int i;
    630 
    631 		for (i = 0; i < vm->vm_hashsize; i++) {
    632 			bt_t *bt;
    633 
    634 			while ((bt = LIST_FIRST(&vm->vm_hashlist[i])) != NULL) {
    635 				KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_SPAN_STATIC);
    636 				bt_free(vm, bt);
    637 			}
    638 		}
    639 		xfree(vm->vm_hashlist);
    640 	}
    641 	xfree(vm);
    642 }
    643 
    644 static int
    645 vmem_import(vmem_t *vm, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
    646 {
    647 	vmem_addr_t addr;
    648 
    649 	VMEM_ASSERT_UNLOCKED(vm);
    650 
    651 	if (vm->vm_allocfn == NULL) {
    652 		return EINVAL;
    653 	}
    654 
    655 	addr = (*vm->vm_allocfn)(vm->vm_source, size, &size, flags);
    656 	if (addr == VMEM_ADDR_NULL) {
    657 		return ENOMEM;
    658 	}
    659 
    660 	if (vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN) == VMEM_ADDR_NULL) {
    661 		(*vm->vm_freefn)(vm->vm_source, addr, size);
    662 		return ENOMEM;
    663 	}
    664 
    665 	return 0;
    666 }
    667 
    668 static int
    669 vmem_rehash(vmem_t *vm, size_t newhashsize, vm_flag_t flags)
    670 {
    671 	bt_t *bt;
    672 	int i;
    673 	struct vmem_hashlist *newhashlist;
    674 	struct vmem_hashlist *oldhashlist;
    675 	size_t oldhashsize;
    676 
    677 	KASSERT(newhashsize > 0);
    678 	VMEM_ASSERT_UNLOCKED(vm);
    679 
    680 	newhashlist =
    681 	    xmalloc(sizeof(struct vmem_hashlist *) * newhashsize, flags);
    682 	if (newhashlist == NULL) {
    683 		return ENOMEM;
    684 	}
    685 	for (i = 0; i < newhashsize; i++) {
    686 		LIST_INIT(&newhashlist[i]);
    687 	}
    688 
    689 	if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
    690 		xfree(newhashlist);
    691 		return EBUSY;
    692 	}
    693 	oldhashlist = vm->vm_hashlist;
    694 	oldhashsize = vm->vm_hashsize;
    695 	vm->vm_hashlist = newhashlist;
    696 	vm->vm_hashsize = newhashsize;
    697 	if (oldhashlist == NULL) {
    698 		VMEM_UNLOCK(vm);
    699 		return 0;
    700 	}
    701 	for (i = 0; i < oldhashsize; i++) {
    702 		while ((bt = LIST_FIRST(&oldhashlist[i])) != NULL) {
    703 			bt_rembusy(vm, bt); /* XXX */
    704 			bt_insbusy(vm, bt);
    705 		}
    706 	}
    707 	VMEM_UNLOCK(vm);
    708 
    709 	xfree(oldhashlist);
    710 
    711 	return 0;
    712 }
    713 
    714 /*
    715  * vmem_fit: check if a bt can satisfy the given restrictions.
    716  */
    717 
    718 static vmem_addr_t
    719 vmem_fit(const bt_t *bt, vmem_size_t size, vmem_size_t align, vmem_size_t phase,
    720     vmem_size_t nocross, vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr)
    721 {
    722 	vmem_addr_t start;
    723 	vmem_addr_t end;
    724 
    725 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
    726 
    727 	/*
    728 	 * XXX assumption: vmem_addr_t and vmem_size_t are
    729 	 * unsigned integer of the same size.
    730 	 */
    731 
    732 	start = bt->bt_start;
    733 	if (start < minaddr) {
    734 		start = minaddr;
    735 	}
    736 	end = BT_END(bt);
    737 	if (end > maxaddr - 1) {
    738 		end = maxaddr - 1;
    739 	}
    740 	if (start >= end) {
    741 		return VMEM_ADDR_NULL;
    742 	}
    743 
    744 	start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, align) + phase;
    745 	if (start < bt->bt_start) {
    746 		start += align;
    747 	}
    748 	if (VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross)) {
    749 		KASSERT(align < nocross);
    750 		start = VMEM_ALIGNUP(start - phase, nocross) + phase;
    751 	}
    752 	if (start < end && end - start >= size) {
    753 		KASSERT((start & (align - 1)) == phase);
    754 		KASSERT(!VMEM_CROSS_P(start, start + size - 1, nocross));
    755 		KASSERT(minaddr <= start);
    756 		KASSERT(maxaddr == 0 || start + size <= maxaddr);
    757 		KASSERT(bt->bt_start <= start);
    758 		KASSERT(start + size <= BT_END(bt));
    759 		return start;
    760 	}
    761 	return VMEM_ADDR_NULL;
    762 }
    763 
    764 /* ---- vmem API */
    765 
    766 /*
    767  * vmem_create: create an arena.
    768  *
    769  * => must not be called from interrupt context.
    770  */
    771 
    772 vmem_t *
    773 vmem_create(const char *name, vmem_addr_t base, vmem_size_t size,
    774     vmem_size_t quantum,
    775     vmem_addr_t (*allocfn)(vmem_t *, vmem_size_t, vmem_size_t *, vm_flag_t),
    776     void (*freefn)(vmem_t *, vmem_addr_t, vmem_size_t),
    777     vmem_t *source, vmem_size_t qcache_max, vm_flag_t flags)
    778 {
    779 	vmem_t *vm;
    780 	int i;
    781 #if defined(_KERNEL)
    782 	static ONCE_DECL(control);
    783 #endif /* defined(_KERNEL) */
    784 
    785 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    786 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    787 
    788 #if defined(_KERNEL)
    789 	if (RUN_ONCE(&control, vmem_init)) {
    790 		return NULL;
    791 	}
    792 #endif /* defined(_KERNEL) */
    793 	vm = xmalloc(sizeof(*vm), flags);
    794 	if (vm == NULL) {
    795 		return NULL;
    796 	}
    797 
    798 	VMEM_LOCK_INIT(vm);
    799 	vm->vm_name = name;
    800 	vm->vm_quantum_mask = quantum - 1;
    801 	vm->vm_quantum_shift = calc_order(quantum);
    802 	KASSERT(ORDER2SIZE(vm->vm_quantum_shift) == quantum);
    803 	vm->vm_allocfn = allocfn;
    804 	vm->vm_freefn = freefn;
    805 	vm->vm_source = source;
    806 	vm->vm_nbusytag = 0;
    807 #if defined(QCACHE)
    808 	qc_init(vm, qcache_max);
    809 #endif /* defined(QCACHE) */
    810 
    811 	CIRCLEQ_INIT(&vm->vm_seglist);
    812 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
    813 		LIST_INIT(&vm->vm_freelist[i]);
    814 	}
    815 	vm->vm_hashlist = NULL;
    816 	if (vmem_rehash(vm, VMEM_HASHSIZE_INIT, flags)) {
    817 		vmem_destroy1(vm);
    818 		return NULL;
    819 	}
    820 
    821 	if (size != 0) {
    822 		if (vmem_add(vm, base, size, flags) == 0) {
    823 			vmem_destroy1(vm);
    824 			return NULL;
    825 		}
    826 	}
    827 
    828 #if defined(_KERNEL)
    829 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    830 	LIST_INSERT_HEAD(&vmem_list, vm, vm_alllist);
    831 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    832 #endif /* defined(_KERNEL) */
    833 
    834 	return vm;
    835 }
    836 
    837 void
    838 vmem_destroy(vmem_t *vm)
    839 {
    840 
    841 #if defined(_KERNEL)
    842 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
    843 	LIST_REMOVE(vm, vm_alllist);
    844 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
    845 #endif /* defined(_KERNEL) */
    846 
    847 	vmem_destroy1(vm);
    848 }
    849 
    850 vmem_size_t
    851 vmem_roundup_size(vmem_t *vm, vmem_size_t size)
    852 {
    853 
    854 	return (size + vm->vm_quantum_mask) & ~vm->vm_quantum_mask;
    855 }
    856 
    857 /*
    858  * vmem_alloc:
    859  *
    860  * => caller must ensure appropriate spl,
    861  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
    862  */
    863 
    864 vmem_addr_t
    865 vmem_alloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size0, vm_flag_t flags)
    866 {
    867 	const vmem_size_t size __unused = vmem_roundup_size(vm, size0);
    868 	const vm_flag_t strat __unused = flags & VM_FITMASK;
    869 
    870 	KASSERT((flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    871 	KASSERT((~flags & (VM_SLEEP|VM_NOSLEEP)) != 0);
    872 	VMEM_ASSERT_UNLOCKED(vm);
    873 
    874 	KASSERT(size0 > 0);
    875 	KASSERT(size > 0);
    876 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
    877 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
    878 		ASSERT_SLEEPABLE(NULL, __func__);
    879 	}
    880 
    881 #if defined(QCACHE)
    882 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
    883 		int qidx = size >> vm->vm_quantum_shift;
    884 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
    885 
    886 		return (vmem_addr_t)pool_cache_get(&qc->qc_cache,
    887 		    vmf_to_prf(flags));
    888 	}
    889 #endif /* defined(QCACHE) */
    890 
    891 	return vmem_xalloc(vm, size0, 0, 0, 0, 0, 0, flags);
    892 }
    893 
    894 vmem_addr_t
    895 vmem_xalloc(vmem_t *vm, vmem_size_t size0, vmem_size_t align, vmem_size_t phase,
    896     vmem_size_t nocross, vmem_addr_t minaddr, vmem_addr_t maxaddr,
    897     vm_flag_t flags)
    898 {
    899 	struct vmem_freelist *list;
    900 	struct vmem_freelist *first;
    901 	struct vmem_freelist *end;
    902 	bt_t *bt;
    903 	bt_t *btnew;
    904 	bt_t *btnew2;
    905 	const vmem_size_t size = vmem_roundup_size(vm, size0);
    906 	vm_flag_t strat = flags & VM_FITMASK;
    907 	vmem_addr_t start;
    908 
    909 	KASSERT(size0 > 0);
    910 	KASSERT(size > 0);
    911 	KASSERT(strat == VM_BESTFIT || strat == VM_INSTANTFIT);
    912 	if ((flags & VM_SLEEP) != 0) {
    913 		ASSERT_SLEEPABLE(NULL, __func__);
    914 	}
    915 	KASSERT((align & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    916 	KASSERT((align & (align - 1)) == 0);
    917 	KASSERT((phase & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    918 	KASSERT((nocross & vm->vm_quantum_mask) == 0);
    919 	KASSERT((nocross & (nocross - 1)) == 0);
    920 	KASSERT((align == 0 && phase == 0) || phase < align);
    921 	KASSERT(nocross == 0 || nocross >= size);
    922 	KASSERT(maxaddr == 0 || minaddr < maxaddr);
    923 	KASSERT(!VMEM_CROSS_P(phase, phase + size - 1, nocross));
    924 
    925 	if (align == 0) {
    926 		align = vm->vm_quantum_mask + 1;
    927 	}
    928 	btnew = bt_alloc(vm, flags);
    929 	if (btnew == NULL) {
    930 		return VMEM_ADDR_NULL;
    931 	}
    932 	btnew2 = bt_alloc(vm, flags); /* XXX not necessary if no restrictions */
    933 	if (btnew2 == NULL) {
    934 		bt_free(vm, btnew);
    935 		return VMEM_ADDR_NULL;
    936 	}
    937 
    938 retry_strat:
    939 	first = bt_freehead_toalloc(vm, size, strat);
    940 	end = &vm->vm_freelist[VMEM_MAXORDER];
    941 retry:
    942 	bt = NULL;
    943 	VMEM_LOCK(vm);
    944 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
    945 		for (list = first; list < end; list++) {
    946 			bt = LIST_FIRST(list);
    947 			if (bt != NULL) {
    948 				start = vmem_fit(bt, size, align, phase,
    949 				    nocross, minaddr, maxaddr);
    950 				if (start != VMEM_ADDR_NULL) {
    951 					goto gotit;
    952 				}
    953 			}
    954 		}
    955 	} else { /* VM_BESTFIT */
    956 		for (list = first; list < end; list++) {
    957 			LIST_FOREACH(bt, list, bt_freelist) {
    958 				if (bt->bt_size >= size) {
    959 					start = vmem_fit(bt, size, align, phase,
    960 					    nocross, minaddr, maxaddr);
    961 					if (start != VMEM_ADDR_NULL) {
    962 						goto gotit;
    963 					}
    964 				}
    965 			}
    966 		}
    967 	}
    968 	VMEM_UNLOCK(vm);
    969 #if 1
    970 	if (strat == VM_INSTANTFIT) {
    971 		strat = VM_BESTFIT;
    972 		goto retry_strat;
    973 	}
    974 #endif
    975 	if (align != vm->vm_quantum_mask + 1 || phase != 0 ||
    976 	    nocross != 0 || minaddr != 0 || maxaddr != 0) {
    977 
    978 		/*
    979 		 * XXX should try to import a region large enough to
    980 		 * satisfy restrictions?
    981 		 */
    982 
    983 		goto fail;
    984 	}
    985 	if (vmem_import(vm, size, flags) == 0) {
    986 		goto retry;
    987 	}
    988 	/* XXX */
    989 fail:
    990 	bt_free(vm, btnew);
    991 	bt_free(vm, btnew2);
    992 	return VMEM_ADDR_NULL;
    993 
    994 gotit:
    995 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_FREE);
    996 	KASSERT(bt->bt_size >= size);
    997 	bt_remfree(vm, bt);
    998 	if (bt->bt_start != start) {
    999 		btnew2->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1000 		btnew2->bt_start = bt->bt_start;
   1001 		btnew2->bt_size = start - bt->bt_start;
   1002 		bt->bt_start = start;
   1003 		bt->bt_size -= btnew2->bt_size;
   1004 		bt_insfree(vm, btnew2);
   1005 		bt_insseg(vm, btnew2, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1006 		btnew2 = NULL;
   1007 	}
   1008 	KASSERT(bt->bt_start == start);
   1009 	if (bt->bt_size != size && bt->bt_size - size > vm->vm_quantum_mask) {
   1010 		/* split */
   1011 		btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1012 		btnew->bt_start = bt->bt_start;
   1013 		btnew->bt_size = size;
   1014 		bt->bt_start = bt->bt_start + size;
   1015 		bt->bt_size -= size;
   1016 		bt_insfree(vm, bt);
   1017 		bt_insseg(vm, btnew, CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist));
   1018 		bt_insbusy(vm, btnew);
   1019 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1020 	} else {
   1021 		bt->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1022 		bt_insbusy(vm, bt);
   1023 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1024 		bt_free(vm, btnew);
   1025 		btnew = bt;
   1026 	}
   1027 	if (btnew2 != NULL) {
   1028 		bt_free(vm, btnew2);
   1029 	}
   1030 	KASSERT(btnew->bt_size >= size);
   1031 	btnew->bt_type = BT_TYPE_BUSY;
   1032 
   1033 	return btnew->bt_start;
   1034 }
   1035 
   1036 /*
   1037  * vmem_free:
   1038  *
   1039  * => caller must ensure appropriate spl,
   1040  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1041  */
   1042 
   1043 void
   1044 vmem_free(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1045 {
   1046 
   1047 	VMEM_ASSERT_UNLOCKED(vm);
   1048 	KASSERT(addr != VMEM_ADDR_NULL);
   1049 	KASSERT(size > 0);
   1050 
   1051 #if defined(QCACHE)
   1052 	if (size <= vm->vm_qcache_max) {
   1053 		int qidx = (size + vm->vm_quantum_mask) >> vm->vm_quantum_shift;
   1054 		qcache_t *qc = vm->vm_qcache[qidx - 1];
   1055 
   1056 		return pool_cache_put(&qc->qc_cache, (void *)addr);
   1057 	}
   1058 #endif /* defined(QCACHE) */
   1059 
   1060 	vmem_xfree(vm, addr, size);
   1061 }
   1062 
   1063 void
   1064 vmem_xfree(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size)
   1065 {
   1066 	bt_t *bt;
   1067 	bt_t *t;
   1068 
   1069 	VMEM_ASSERT_UNLOCKED(vm);
   1070 	KASSERT(addr != VMEM_ADDR_NULL);
   1071 	KASSERT(size > 0);
   1072 
   1073 	VMEM_LOCK(vm);
   1074 
   1075 	bt = bt_lookupbusy(vm, addr);
   1076 	KASSERT(bt != NULL);
   1077 	KASSERT(bt->bt_start == addr);
   1078 	KASSERT(bt->bt_size == vmem_roundup_size(vm, size) ||
   1079 	    bt->bt_size - vmem_roundup_size(vm, size) <= vm->vm_quantum_mask);
   1080 	KASSERT(bt->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1081 	bt_rembusy(vm, bt);
   1082 	bt->bt_type = BT_TYPE_FREE;
   1083 
   1084 	/* coalesce */
   1085 	t = CIRCLEQ_NEXT(bt, bt_seglist);
   1086 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1087 		KASSERT(BT_END(bt) == t->bt_start);
   1088 		bt_remfree(vm, t);
   1089 		bt_remseg(vm, t);
   1090 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1091 		bt_free(vm, t);
   1092 	}
   1093 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1094 	if (t != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_FREE) {
   1095 		KASSERT(BT_END(t) == bt->bt_start);
   1096 		bt_remfree(vm, t);
   1097 		bt_remseg(vm, t);
   1098 		bt->bt_size += t->bt_size;
   1099 		bt->bt_start = t->bt_start;
   1100 		bt_free(vm, t);
   1101 	}
   1102 
   1103 	t = CIRCLEQ_PREV(bt, bt_seglist);
   1104 	KASSERT(t != NULL);
   1105 	KASSERT(BT_ISSPAN_P(t) || t->bt_type == BT_TYPE_BUSY);
   1106 	if (vm->vm_freefn != NULL && t->bt_type == BT_TYPE_SPAN &&
   1107 	    t->bt_size == bt->bt_size) {
   1108 		vmem_addr_t spanaddr;
   1109 		vmem_size_t spansize;
   1110 
   1111 		KASSERT(t->bt_start == bt->bt_start);
   1112 		spanaddr = bt->bt_start;
   1113 		spansize = bt->bt_size;
   1114 		bt_remseg(vm, bt);
   1115 		bt_free(vm, bt);
   1116 		bt_remseg(vm, t);
   1117 		bt_free(vm, t);
   1118 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1119 		(*vm->vm_freefn)(vm->vm_source, spanaddr, spansize);
   1120 	} else {
   1121 		bt_insfree(vm, bt);
   1122 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1123 	}
   1124 }
   1125 
   1126 /*
   1127  * vmem_add:
   1128  *
   1129  * => caller must ensure appropriate spl,
   1130  *    if the arena can be accessed from interrupt context.
   1131  */
   1132 
   1133 vmem_addr_t
   1134 vmem_add(vmem_t *vm, vmem_addr_t addr, vmem_size_t size, vm_flag_t flags)
   1135 {
   1136 
   1137 	return vmem_add1(vm, addr, size, flags, BT_TYPE_SPAN_STATIC);
   1138 }
   1139 
   1140 /*
   1141  * vmem_reap: reap unused resources.
   1142  *
   1143  * => return true if we successfully reaped something.
   1144  */
   1145 
   1146 bool
   1147 vmem_reap(vmem_t *vm)
   1148 {
   1149 	bool didsomething = false;
   1150 
   1151 	VMEM_ASSERT_UNLOCKED(vm);
   1152 
   1153 #if defined(QCACHE)
   1154 	didsomething = qc_reap(vm);
   1155 #endif /* defined(QCACHE) */
   1156 	return didsomething;
   1157 }
   1158 
   1159 /* ---- rehash */
   1160 
   1161 #if defined(_KERNEL)
   1162 static struct callout vmem_rehash_ch;
   1163 static int vmem_rehash_interval;
   1164 static struct workqueue *vmem_rehash_wq;
   1165 static struct work vmem_rehash_wk;
   1166 
   1167 static void
   1168 vmem_rehash_all(struct work *wk, void *dummy)
   1169 {
   1170 	vmem_t *vm;
   1171 
   1172 	KASSERT(wk == &vmem_rehash_wk);
   1173 	mutex_enter(&vmem_list_lock);
   1174 	LIST_FOREACH(vm, &vmem_list, vm_alllist) {
   1175 		size_t desired;
   1176 		size_t current;
   1177 		int s;
   1178 
   1179 		s = splvm();
   1180 		if (!VMEM_TRYLOCK(vm)) {
   1181 			splx(s);
   1182 			continue;
   1183 		}
   1184 		desired = vm->vm_nbusytag;
   1185 		current = vm->vm_hashsize;
   1186 		VMEM_UNLOCK(vm);
   1187 		splx(s);
   1188 
   1189 		if (desired > VMEM_HASHSIZE_MAX) {
   1190 			desired = VMEM_HASHSIZE_MAX;
   1191 		} else if (desired < VMEM_HASHSIZE_MIN) {
   1192 			desired = VMEM_HASHSIZE_MIN;
   1193 		}
   1194 		if (desired > current * 2 || desired * 2 < current) {
   1195 			s = splvm();
   1196 			vmem_rehash(vm, desired, VM_NOSLEEP);
   1197 			splx(s);
   1198 		}
   1199 	}
   1200 	mutex_exit(&vmem_list_lock);
   1201 
   1202 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1203 }
   1204 
   1205 static void
   1206 vmem_rehash_all_kick(void *dummy)
   1207 {
   1208 
   1209 	workqueue_enqueue(vmem_rehash_wq, &vmem_rehash_wk);
   1210 }
   1211 
   1212 void
   1213 vmem_rehash_start(void)
   1214 {
   1215 	int error;
   1216 
   1217 	error = workqueue_create(&vmem_rehash_wq, "vmem_rehash",
   1218 	    vmem_rehash_all, NULL, PVM, IPL_SOFTCLOCK, 0);
   1219 	if (error) {
   1220 		panic("%s: workqueue_create %d\n", __func__, error);
   1221 	}
   1222 	callout_init(&vmem_rehash_ch);
   1223 	callout_setfunc(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_all_kick, NULL);
   1224 
   1225 	vmem_rehash_interval = hz * 10;
   1226 	callout_schedule(&vmem_rehash_ch, vmem_rehash_interval);
   1227 }
   1228 #endif /* defined(_KERNEL) */
   1229 
   1230 /* ---- debug */
   1231 
   1232 #if defined(VMEM_DEBUG)
   1233 
   1234 #if !defined(_KERNEL)
   1235 #include <stdio.h>
   1236 #endif /* !defined(_KERNEL) */
   1237 
   1238 void bt_dump(const bt_t *);
   1239 
   1240 void
   1241 bt_dump(const bt_t *bt)
   1242 {
   1243 
   1244 	printf("\t%p: %" PRIu64 ", %" PRIu64 ", %d\n",
   1245 	    bt, (uint64_t)bt->bt_start, (uint64_t)bt->bt_size,
   1246 	    bt->bt_type);
   1247 }
   1248 
   1249 void
   1250 vmem_dump(const vmem_t *vm)
   1251 {
   1252 	const bt_t *bt;
   1253 	int i;
   1254 
   1255 	printf("vmem %p '%s'\n", vm, vm->vm_name);
   1256 	CIRCLEQ_FOREACH(bt, &vm->vm_seglist, bt_seglist) {
   1257 		bt_dump(bt);
   1258 	}
   1259 
   1260 	for (i = 0; i < VMEM_MAXORDER; i++) {
   1261 		const struct vmem_freelist *fl = &vm->vm_freelist[i];
   1262 
   1263 		if (LIST_EMPTY(fl)) {
   1264 			continue;
   1265 		}
   1266 
   1267 		printf("freelist[%d]\n", i);
   1268 		LIST_FOREACH(bt, fl, bt_freelist) {
   1269 			bt_dump(bt);
   1270 			if (bt->bt_size) {
   1271 			}
   1272 		}
   1273 	}
   1274 }
   1275 
   1276 #if !defined(_KERNEL)
   1277 
   1278 int
   1279 main()
   1280 {
   1281 	vmem_t *vm;
   1282 	vmem_addr_t p;
   1283 	struct reg {
   1284 		vmem_addr_t p;
   1285 		vmem_size_t sz;
   1286 		bool x;
   1287 	} *reg = NULL;
   1288 	int nreg = 0;
   1289 	int nalloc = 0;
   1290 	int nfree = 0;
   1291 	vmem_size_t total = 0;
   1292 #if 1
   1293 	vm_flag_t strat = VM_INSTANTFIT;
   1294 #else
   1295 	vm_flag_t strat = VM_BESTFIT;
   1296 #endif
   1297 
   1298 	vm = vmem_create("test", VMEM_ADDR_NULL, 0, 1,
   1299 	    NULL, NULL, NULL, 0, VM_SLEEP);
   1300 	if (vm == NULL) {
   1301 		printf("vmem_create\n");
   1302 		exit(EXIT_FAILURE);
   1303 	}
   1304 	vmem_dump(vm);
   1305 
   1306 	p = vmem_add(vm, 100, 200, VM_SLEEP);
   1307 	p = vmem_add(vm, 2000, 1, VM_SLEEP);
   1308 	p = vmem_add(vm, 40000, 0x10000000>>12, VM_SLEEP);
   1309 	p = vmem_add(vm, 10000, 10000, VM_SLEEP);
   1310 	p = vmem_add(vm, 500, 1000, VM_SLEEP);
   1311 	vmem_dump(vm);
   1312 	for (;;) {
   1313 		struct reg *r;
   1314 		int t = rand() % 100;
   1315 
   1316 		if (t > 45) {
   1317 			/* alloc */
   1318 			vmem_size_t sz = rand() % 500 + 1;
   1319 			bool x;
   1320 			vmem_size_t align, phase, nocross;
   1321 			vmem_addr_t minaddr, maxaddr;
   1322 
   1323 			if (t > 70) {
   1324 				x = true;
   1325 				/* XXX */
   1326 				align = 1 << (rand() % 15);
   1327 				phase = rand() % 65536;
   1328 				nocross = 1 << (rand() % 15);
   1329 				if (align <= phase) {
   1330 					phase = 0;
   1331 				}
   1332 				if (VMEM_CROSS_P(phase, phase + sz - 1,
   1333 				    nocross)) {
   1334 					nocross = 0;
   1335 				}
   1336 				minaddr = rand() % 50000;
   1337 				maxaddr = rand() % 70000;
   1338 				if (minaddr > maxaddr) {
   1339 					minaddr = 0;
   1340 					maxaddr = 0;
   1341 				}
   1342 				printf("=== xalloc %" PRIu64
   1343 				    " align=%" PRIu64 ", phase=%" PRIu64
   1344 				    ", nocross=%" PRIu64 ", min=%" PRIu64
   1345 				    ", max=%" PRIu64 "\n",
   1346 				    (uint64_t)sz,
   1347 				    (uint64_t)align,
   1348 				    (uint64_t)phase,
   1349 				    (uint64_t)nocross,
   1350 				    (uint64_t)minaddr,
   1351 				    (uint64_t)maxaddr);
   1352 				p = vmem_xalloc(vm, sz, align, phase, nocross,
   1353 				    minaddr, maxaddr, strat|VM_SLEEP);
   1354 			} else {
   1355 				x = false;
   1356 				printf("=== alloc %" PRIu64 "\n", (uint64_t)sz);
   1357 				p = vmem_alloc(vm, sz, strat|VM_SLEEP);
   1358 			}
   1359 			printf("-> %" PRIu64 "\n", (uint64_t)p);
   1360 			vmem_dump(vm);
   1361 			if (p == VMEM_ADDR_NULL) {
   1362 				if (x) {
   1363 					continue;
   1364 				}
   1365 				break;
   1366 			}
   1367 			nreg++;
   1368 			reg = realloc(reg, sizeof(*reg) * nreg);
   1369 			r = &reg[nreg - 1];
   1370 			r->p = p;
   1371 			r->sz = sz;
   1372 			r->x = x;
   1373 			total += sz;
   1374 			nalloc++;
   1375 		} else if (nreg != 0) {
   1376 			/* free */
   1377 			r = &reg[rand() % nreg];
   1378 			printf("=== free %" PRIu64 ", %" PRIu64 "\n",
   1379 			    (uint64_t)r->p, (uint64_t)r->sz);
   1380 			if (r->x) {
   1381 				vmem_xfree(vm, r->p, r->sz);
   1382 			} else {
   1383 				vmem_free(vm, r->p, r->sz);
   1384 			}
   1385 			total -= r->sz;
   1386 			vmem_dump(vm);
   1387 			*r = reg[nreg - 1];
   1388 			nreg--;
   1389 			nfree++;
   1390 		}
   1391 		printf("total=%" PRIu64 "\n", (uint64_t)total);
   1392 	}
   1393 	fprintf(stderr, "total=%" PRIu64 ", nalloc=%d, nfree=%d\n",
   1394 	    (uint64_t)total, nalloc, nfree);
   1395 	exit(EXIT_SUCCESS);
   1396 }
   1397 #endif /* !defined(_KERNEL) */
   1398 #endif /* defined(VMEM_DEBUG) */
   1399